JPS63175883A - 入力機能付マトリクス型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 圧力や光による入力操作によって静電容量或いは静電容
量を接続した抵抗が変化する入力素子を表示素子内或い
は近接して配置し、圧力や光による入力操作を行った時
に、入力素子の静電容量或いは抵抗が変化することによ
り、バスラインのインピーダンス変化となるから、その
インピーダンス変化の有無を検出して、入力座標を読取
るものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、アクティブマトリクス型液晶表示装置等のマ
トリクス型表示装置に、圧力或いは光等を用いて入力操
作を行うことができる入力機能付マトリクス型表示装置
に関するものである。

ＣＲＴ　（陰極線管）表示装置に於いては、ライトペン
により表示内容を直接指示して入力操作を行うことがで
きる。しかし、マトリクス型表示装置は、線順次方式に
より駆動されるものであるから、点順次方式により駆動
されるＣＲＴ表示装置と同様な入力操作を行うことは困
難である。従って、マトリクス型表示装置上に透明な入
力装置を重ねて配置することにより、表示内容を指示し
て入力操作を行う構成が知られている。この場合、新た
に入力装置を必要とするものであるから、マトリクス型
表示装置のみで入力操作を可能とすることが要望されて
いる。

〔従来の技術〕

マトリクス型表示装置に入力機能を付加する為に、例え
ば、第８図に示す構成が知られている。

即ち、液晶表示パネル等の表示パネル５１上に、透明の
タブレット等の座標検出パネル５２を載せて、表示パネ
ル５１の表示内容を指示して入力を行ったり、或いは、
入力操作を行った内容を表示パネル５１に表示させるも
のである。

又第９図に示すように、表示パネル５１上の一辺に発光
素子５３を設け、対向辺に受光素子５４を配列して、表
示パネル５１上の指示することにより、発光素子５３か
らの光が遮られて、受光素子５４に入射されなくなるの
で、それを受光素子５４によって検出し、指示位置を検
出するものである。

又液晶表示パネルは、ガラス基板間に液晶を封入したも
ので、単純マトリクス型の場合は、互いに直交して配置
されたバスライン５５．５６の交点に液晶セルが形成さ
れ、等価的にはコンデンサ５７で表される。そして、対
向配置されたガラス基板は、周辺のみスペーサを介して
封止されているから、指等により押すことにより、対向
間隔が変化し、それによって等価コンデンサ５７の静電
容量が変化する。この静電容量の変化を検出することに
より、指示位置を検出することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第８図に示す従来例は、表示パネル５１の外に入カバネ
ル５２を必要とし、この入カバネル５２は表示内容を透
過できるように透明である必要がある。従って、高価な
構成となる欠点がある。。

又第９図に示す従来例は、表示パネル５１の周辺に複数
の発光素子５３と受光素子５４とを配列するものである
から、複雑且つ高価な構成となる欠点がある。

又第１０図に示す従来例は、単純マトリクス型液晶パネ
ルに対してのみ適用できるものであり、アクティブマト
リクス型液晶パネル等には適用できないものである。又
静電容量の変化分のみを検出する構成が複雑となる欠点
がある。

本発明は、比較的簡単な構成で入力機能を付加すること
を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の入力機能付マトリクス型表示装置は、第１図を
参照して説明すると、直交配置したスキャンバスライン
やデータバスライン等のバスライン１．２の交点に、薄
膜トランジスタ（以下ＴＰＴと略称する）６と液晶セル
フ等からなる表示素子３を接続したマトリクス型表示装
置に於いて、押圧やスポット光入射等による入力操作に
よって、静電容量或いは静電容量９を接続した抵抗８が
変化する入力素子４を、表示素子４の内部或いは近傍に
配置して、バスライン１．２に接続する。

又入力素子４がそれぞれ接続されたバスライン１．２の
インピーダンス変化を検出するＴＰＴＩＯとコンデンサ
１１等からなる検出素子５を表示領域外に設けたもので
あり、ドライバ１２．１３からパルス信号をバスライン
１．２に印加し、入力操作によって入力素子４の静電容
量或いは抵抗が変化することにより、その入力素子４が
接続されたバスライン１．２のインピーダンスが変化し
、それを検出素子５により検出して、入力位置を検出す
るものである。

〔作用〕 入力操作によって入力素子４の静電容量が増加した場合
、或いは抵抗８の値が小さくなった場合は、その入力素
子４が接続されたバスライン１゜２の容量成分が増加し
、ドライバ１２．１３から加えたパルス信号の波形がな
まることになる。検出素子５は、パルス信号波形がなま
らない状態で印加された場合は、コンデンサ１１に蓄積
される電荷が多（なるが、パルス信号波形がなまった場
合は、コンデンサ１１に蓄積される電荷が少なくなる。

従って、入力操作に対応してパルス信号波形がなまった
バスライン１，２対応の検出素子５の出力レベルは、他
のバスライン１，２対応の検出素子５の出力レベルより
小さくなるから、入力位置を検出することができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第２図は本発明の一実施例の平面図、第３図（Ａ）は第
２図の入力素子部に於けるＡ−Ａ　’線に沿った断面図
であり、光入力操作を行う場合について示すものである
。各図に於いて、２１．２２はガラス基板、２３は透明
電極、２４はバスライン、２５はＳｉＮ等の絶縁層、２
６はアモルファスシリコン層、２７は透明電極、２８は
接続ラインである。この実施例は、アモルファスシリコ
ン層２６を光導電素子とし、絶縁層２５−（第２図に於
いては図示を省略）を静電容量を形成する為の誘電体と
した入力素子を示すものである。即ち、第１図に示す入
力素子４が構成される。又透明電極２７は、バスライン
２４にゲートが接続されたＴＰＴのソースに接続されて
いる。

従って、光を入射すると、アモルファスシリコン層２６
の抵抗値が小さくなり、バスライン２４と接続ライン２
８との間は、低抵抗を介してコンデンサが接続された構
成となり、光を入射しない非選択バスラインのインピー
ダンスに比較して、光を入射した選択バスラインのイン
ピーダンスが変化することになる。

又ガラス基板２１．２２間に液晶が封入されており、ア
クティブマトリクス型液晶パネルの場合は、一方の透明
電極２３が液晶セルの共通対向電極、バスライン２４が
スキャンバスライン又はデータバスラインとなる。そし
て、スキャンバスラインにゲートが接続されたＴＰＴの
ドレインがデータバスラインに接続され、ソースが液晶
セルの透明電極２７に接続される構成となる。

又アモルファスシリコン層２６は、アクティブマトリク
ス型液晶パネルのＴＰＴを構成する為のアモルファスシ
リコン層と同時に形成することができ、又絶縁層２５は
ＴＦＴのゲート絶縁膜を形成する時に同時に形成するこ
とができる。従って、第３図（Ａ）に示す構成は従来の
製作工程に比較して特に複雑となることはない。

第３図（Ｂ）は第２図の検出素子部のＢ−Ｂ’線に沿っ
た断面図であり、２１．２２はガラス基板、２３はガラ
ス基板２２側の液晶セルの共通対向電極、２４はガラス
基板２１側のバスライン、２９はＳｉＮ等の検出素子部
ＴＰＴのゲート絶縁層、３０はアモルファスシリコン膜
からなる検出素子部のＴＰＴの半導体活性層、３１はド
レイン電極、３２はソース電極、３３は液晶を誘電体と
したコンデンサ１１　（第１図参照）を形成する為の液
晶セル電極、３４はソース電極３２を接続する為の接続
ライン、３５はガラス基板２１．２２間を封止する封止
スペーサであり、第２図の右側に示すように、バスライ
ン２４がゲート電極となって第１図に示す薄膜トランジ
スタ１０が構成される。又電極３３に検出端子が接続さ
れている。

なお、電極３３を共通対向電極２３と対向させて液晶を
誘電体としたコンデンサ１１を形成した場合を示すもの
であるが、ガラス基板２１上に、この電極３３と薄膜誘
電体を介してアース側の電極を設けてコンデンサ１１を
形成することもできる。

第４図は本発明の一実施例の等何回路であり、Ｒ，はバ
スライン抵抗、Ｒ２は光導電素子の抵抗、ＣＨはバスラ
インの浮遊容量、Ｃ２は付加容量（第１図に於ける静電
容量９、第２図に於ける絶縁層２５を誘電体とした静電
容量）、Ｃ３は検出容量（第１図に於けるコンデンサ１
１、第２図に於ける電極３３と共通対向電極２３との間
の静電容ｆｆ１）、２０はＴＰＴで、第１図に於ける薄
膜トランジスタ１０に相当するものである。

第５図は動作説明図であり、バスラインに対する入力パ
ルス信号をＶ　ｉ　ｎ、ＴＦＴ２０のゲートに加えられ
る出力パルス信号をＶ　ｏ　ｕ　ｔ　％　Ｔ　Ｆ　Ｔ２
Ｏのドレイン電極からの出力信号をＶｓとして示すもの
である。光を入射しない場合の抵抗Ｒ２は抵、抗Ｒ，に
比較して充分に大きい値であり、付加容量Ｃ２は無視で
きる状態となり、又浮遊容量Ｃ，は小さいものであるか
ら、バスラインに伝搬するパルス信号は、殆ど抵抗Ｒ３
により減衰されるものとなる。

従って、光を入射しない非選択バスラインに於いては、
（ａ）に示すように、入力パルス信号Ｖｉｎに対して出
力パルス信号Ｖｏｕｔの波形は、立上り、立下りのなま
りは無視できる程度の劣化となる。これに対して、光を
入射した選択バスラインに於いては、抵抗Ｒ２が小さく
なるから、付加容量Ｃ２がバスラインに接続された状態
となり、バスラインの容量成分が大きくなることにより
、（ｂ）に示すように、入力パルス信号Ｖｉｎに対して
出力パルス信号Ｖｏｕｔの波形は、立上り、立下りがな
まることになる。

ＴＰＴ２０は、ゲートに加えられたパルス信号に対応し
て、ソース及びドレイン側にゲート絶縁層を介して電荷
が誘起される。そして、パルス信号がなくなると、誘起
された電荷が検出容量Ｃ３に流れて出力信号Ｖｓが得ら
れる。その場合、パルス信号の波形が急峻であると、誘
起された電荷は、パルス信号の立下りによって検出容量
Ｃ３に急速に流れ込むが、パルス信号の波形がなまって
いる場合は、誘起された電荷は、パルス信号の立下りの
傾斜に対応して徐々に検出容量Ｃ３に流れる込むことに
なり、その間に検出容量Ｃ３以外にも漏出するから検出
信号Ｖｓは低い値となる。

従って、バスライン対応のＴＰＴ２０の出力信号・Ｖ　
ｓを所定レベルと比較することにより、光入射を行った
選択バスラインを検出することができる。又その出力信
号Ｖｓの比較タイミングは、入力パルス信号Ｖｉｎを加
えるタイミング信号を利用して設定することができる。

又アクティブマトリクス型液晶パネルに於いては、スキ
ャンバスラインにＴＰＴのゲートが接続され、線順次方
式によりスキャンバスラインに順次パルス信号が加えら
れてＴＰＴがオンとなるように制御されるものであるか
ら、そのパルス信号を前述の入力パルス信号として用い
ることもできる。又データバスラインにＴＰＴのドレイ
ンが接続されるものであり、データバスラインに印加す
るデータ電圧は、表示内容によっては０■の場合もある
から、入力操作時には、前述の入力パルス信号Ｖｉｎに
相当するパルス信号をデータバスラインに印加するよう
に制御することもできる。

第６図は本発明の他の実施例の説明図であり、指４７等
により液晶パネルを押圧して入力する場合を示すもので
ある。同図に於いて、４１．４２はガラス基板、４３は
液晶セルの共通対向電極、４４はスキャンバスライン、
４５はデータバスライン、４６は液晶セルの表示電極で
あって、ガラス基板４１．４２間に液晶が封入されてい
る。この実施例は、アクティブマトリクス型液晶パネル
の要部を示すもので、ＴＰＴ等は図示を省略している。

表示内容等に対応して所望の位置を指４７等により押圧
すると、ガラス基板４２が点線で示すように撓むから、
共通対向電極４３とスキャンバスライン４４及びデータ
バスライン４５との間隔が狭くなり、それらの間の静電
容量が大きくなる。

第７図は前述の構成の等価回路を示し、Ｒ３はバスライ
ンの抵抗、Ｃ，はバスラインの浮遊容量、Ｃ３は検出容
量、Ｃ４はバスラインの対向容量、２０はＴＰＴである
。液晶パネルを押圧しない場合は、対向容量Ｃ４は各バ
スラインとも同一であるが、第６図の点線で示すように
押圧して対向間隔を狭くすると、対向容量Ｃ４は大きく
なる。

従って、入力パルス信号Ｖｉｎに対して、出力パルス信
号Ｖｏｕｔの波形はなまることになる。それによって出
力信号Ｖｓはレベルが低くなるから、押圧入力操作の位
置を検出することができる。

この場合も、入力操作モードとした時に、スキャンバス
ライン４４とデータバスライン４５とに、位置検出用の
パルス信号を印加するように制御することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、バスライン１．２の交
点°に表示素子３を接続したマトリクス型表示装置に於
いて、光或いは押圧等による入力操作によってバスライ
ン１．２のインピーダンスを変化させる静電容量或いは
抵抗に静電容量を接続し、バスライン１，２のインピー
ダンス変化をＴＰＴＩＯとコンデンサ１１等からなる検
出素子５により検出するものであり、単純マトリクス型
液晶パネルのみでなく、アクティブマトリクス型液晶パ
ネルに対しても容易に適用することができる利点がある
。又液晶パネルのみでなく、他の形式のマトリクス型表
示装置にも適用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の一実施
例の平面図、第３図（Ａ）は第２図のＡ−Ａ’線に沿っ
た断面図、第３図（Ｂ）は第２図のＢ−Ｂ　’線に沿っ
た断面図、第４図は本発明の一実施例の等価回路、第５
図は本発明の一実施例の動作説明図、第６図は本発明の
他の実施例の説明図、第７図は本発明の他の実施例の等
価回路、第８図、第９図及び第１０図は従来例の説明図
である。 １．２はバスライン、３は表示素子、４は入力素子、５
は検出素子、６，１０はＴＦＴ、７は液晶セル、８は抵
抗、９は静電容量、１１はコンデンサ、１２．１３はド
ライバである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、直交配置されたバスライン（１、２）の交点に
   、表示素子（３）が接続されたマトリクス型表示装置に
   於いて、 入力操作によって静電容量或いは静電容量を接続した抵
   抗が変化する入力素子（４）を、前記表示素子（３）の
   内部或いは近接して配置し、該入力素子（４）を前記バ
   スライン（１、２）に接続し、 前記入力素子（４）が接続された前記バスライン（１、
   ２）のインピーダンス変化を検出する検出素子（５）を
   表示領域外に設けた ことを特徴とする入力機能付マトリクス型表示装置。
2. （２）、前記入力素子（４）は、光によって抵抗値が変
   化する光伝導素子（８）と、該光伝導素子（８）と直列
   に接続された静電容量（９）とによって構成されている
   ことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載の入力
   機能付マトリクス型表示装置。